2024導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘固定手術(shù)操作指南

2024導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘固定手術(shù)操作指南（完整版）

摘要

下頸椎椎弓根螺釘具有良好的生物力學(xué)穩(wěn)定性、抗拔出強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用

于治療頸椎創(chuàng)傷、退變等疾患。但頸椎解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毗鄰諸多重要結(jié)構(gòu)，

螺釘誤置易造成嚴(yán)重并發(fā)癥。導(dǎo)航、機(jī)器人目前已被廣泛應(yīng)用于輔助胸腰

椎椎弓根螺釘固定，但輔助下頸椎椎弓根固定尚處于探索階段，加之輔助

置釘存在一定難度，不規(guī)范操作易導(dǎo)致輔助手術(shù)失敗。

目前國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎手術(shù)的指南或?qū)＜夜沧R(shí)。為了規(guī)

范該項(xiàng)技術(shù)的操作，中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)脊柱創(chuàng)傷學(xué)組組織有關(guān)專

家，基于循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，制訂《導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘固定

手術(shù)操作指南（2024版）》，就導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘手術(shù)

的適應(yīng)證和禁忌證、術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)中操作和常見(jiàn)問(wèn)題及防止措施等方面提

出10條推薦意見(jiàn)，為各級(jí)醫(yī)院規(guī)范地開(kāi)展該手術(shù)提供參考。

頸椎創(chuàng)傷、退變、畸形等手術(shù)治療時(shí)常需內(nèi)固定重建穩(wěn)定性下頸椎

重建穩(wěn)定性的常用方法有椎弓根螺釘內(nèi)固定和側(cè)塊螺釘內(nèi)固定等［3-4］,且

下頸椎椎弓根螺釘因具有良好的生物力學(xué)穩(wěn)定性、抗拔出強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)得到

廣泛應(yīng)用，包括后路椎弓根螺釘及前路椎弓根螺釘［5-6］。頸椎解剖結(jié)構(gòu)復(fù)

雜，毗鄰諸多重要結(jié)構(gòu)，螺釘誤置易造成嚴(yán)重并發(fā)癥，包括神經(jīng)損傷和椎

動(dòng)脈損傷等［7-8］。研究結(jié)果表明，下頸椎中75%的C3?C4椎弓根的平

均直徑＜4mm［9］,特別是當(dāng)頸椎創(chuàng)傷、畸形等導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)改變“0］,增

加椎弓根螺釘置入的難度［11-12］、使得學(xué)習(xí)曲線更長(zhǎng)［13-14］。近年來(lái)，

隨著精準(zhǔn)化治療理念的發(fā)展，導(dǎo)航和機(jī)器人被廣泛用于輔助治療脊柱疾患,

目前該項(xiàng)技術(shù)已成熟應(yīng)用于胸腰椎椎弓根螺釘固定，但輔助下頸椎椎弓根

固定尚處于探索階段

導(dǎo)航和機(jī)器人發(fā)展迅速，且種類繁多［18］,加之其輔助下頸椎椎弓根螺釘

置入存在一定難度、不規(guī)范的操作容易導(dǎo)致輔助手術(shù)失敗，影響療效

［19-20］o目前國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)導(dǎo)航與機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘置入的指

南或?qū)＜夜沧R(shí)。為了規(guī)范該項(xiàng)技術(shù)的操作，中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)脊

柱創(chuàng)傷學(xué)組組織有關(guān)專家，基于循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，制訂《導(dǎo)航和機(jī)器人輔助

下頸椎椎弓根螺釘固定手術(shù)操作指南（2024版）》（以下簡(jiǎn)稱“本指南”），

就導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘手術(shù)的適應(yīng)證和禁忌證、術(shù)前準(zhǔn)備、

術(shù)中操作和常見(jiàn)問(wèn)題及防止措施等方面提出10條推薦意見(jiàn)，為各級(jí)醫(yī)院

規(guī)范地開(kāi)展該手術(shù)提供參考。

一、方法學(xué)

1.1指南制訂組織及使用人群

本指南由西安交通大學(xué)附屬紅會(huì)醫(yī)院脊柱病院牽頭制訂。參與制訂的專家

由中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)脊柱創(chuàng)傷學(xué)組召集組建，涵蓋脊柱外科、護(hù)

理、術(shù)中影像專業(yè)，部分專家具有循證醫(yī)學(xué)背景與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提供方法學(xué)

和證據(jù)支持。成立秘書(shū)組設(shè)定指南的形成流程，完成指南相關(guān)文獻(xiàn)和證據(jù)

的全面系統(tǒng)檢索與匯總；隨機(jī)挑選脊柱創(chuàng)傷學(xué)組成員，完成指南內(nèi)容討論,

以評(píng)估本指南所涵蓋問(wèn)題的科學(xué)性及準(zhǔn)確性，形成推薦意見(jiàn)。本指南使用

人群為所有參與導(dǎo)航和機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘置入手術(shù)的人員，如

臨床醫(yī)師、手術(shù)護(hù)士、術(shù)中影像醫(yī)師等。目標(biāo)人群為需行下頸椎椎弓根螺

釘固定重建穩(wěn)定性的患者。

1.2臨床問(wèn)題提出與證據(jù)檢索

針對(duì)目標(biāo)臨床問(wèn)題，按照PICOS（人群、干預(yù)措施、對(duì)照、結(jié)局指標(biāo)、研

究類型）原則進(jìn)行分析后開(kāi)展證據(jù)檢索，以"lowercervicalspine"

“cervicalvertebrae”“C3~C7”“navigation”,robot”“pedicle”

“screw”“下頸椎”“頸椎”“頸3~7”“導(dǎo)航”“機(jī)器人”“推

弓根”“螺釘”等作為關(guān)鍵詞，檢索PubMed、中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)

庫(kù)及萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)。檢索時(shí)限為建庫(kù)至2023年1。月11日。

文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）研究?jī)?nèi)容：各種因素所致頸椎疾患需經(jīng)前路或后路導(dǎo)

航和機(jī)器人輔助下椎弓根螺釘固定手術(shù)治療；（2）研究對(duì)象為成人；（3）

研究類型：系統(tǒng)評(píng)價(jià)、Meta分析、隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（RCT）研究、隊(duì)列研

究、病例對(duì)照研究、病例系列研究、病例報(bào)告等；（4）文獻(xiàn)類型：臨床論

著及系統(tǒng)綜述。文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）無(wú)法獲取全文；（2）內(nèi)容相近或重復(fù);

（3）文獻(xiàn)內(nèi)容前后嚴(yán)重不符。共檢索到469篇文獻(xiàn)（英文269篇，中文

200篇），將所有文獻(xiàn)導(dǎo)入EndNoteX9文獻(xiàn)管理軟件，去除重復(fù)文獻(xiàn)后

獲得416篇文獻(xiàn)（英文223篇，中文193篇）。秘書(shū)組通過(guò)對(duì)以上416

篇文獻(xiàn)依據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)提出的相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)行題目排除、摘要

排除、全文排除、參考文獻(xiàn)追蹤，最終納入60篇證據(jù)文獻(xiàn)，其中與導(dǎo)航

相關(guān)47篇，與機(jī)器人相關(guān)13篇；英文38篇，中文22篇。

1.3證據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)和意見(jiàn)強(qiáng)度推薦

由具有循證醫(yī)學(xué)背景與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)行文獻(xiàn)篩選和等級(jí)評(píng)定，臨床實(shí)

踐指南證據(jù)等級(jí)評(píng)定方法［21］見(jiàn)表1,按照文獻(xiàn)等級(jí)最高級(jí)別進(jìn)行推薦。

自2022年5月至2024年3月共進(jìn)行3次會(huì)議討論,會(huì)議的目的是根據(jù)

目前的證據(jù)水平，通過(guò)初步文獻(xiàn)審查陳述來(lái)分析預(yù)先編制的初稿，以便通

過(guò)一次全面的投票會(huì)議提出建議和初步條目。對(duì)于專家共識(shí)度超過(guò)70%的

條目形成推薦意見(jiàn)。最終納入推薦意見(jiàn)1。條。采用德?tīng)柗品▽⑼扑]強(qiáng)度

分為三個(gè)等級(jí)［22］:100%為完全贊同（一級(jí)），90%?99%為強(qiáng)一致意見(jiàn)

（二級(jí)），70%?89%為一致意見(jiàn)（三級(jí)）。

二、導(dǎo)航和機(jī)器人鋪助下頸椎椎弓根螺釘固定手術(shù)操作推薦意見(jiàn)

2.1適應(yīng)證和禁忌證

導(dǎo)航和機(jī)器人設(shè)備有一定使用成本，明確其應(yīng)用范圍、篩選符合條件的患

者才能發(fā)揮其最大價(jià)值。集中優(yōu)勢(shì)醫(yī)療資源服務(wù)于更為需要的患者，避免

不當(dāng)使用造成資源浪費(fèi)，甚至引起相應(yīng)并發(fā)癥。

推薦意見(jiàn)1:適用于所有需下頸椎椎弓根螺釘固定的患者；對(duì)于下頸椎創(chuàng)

傷、畸形所致解剖結(jié)構(gòu)改變或變異，需椎弓根螺釘固定重建其穩(wěn)定性的患

者，優(yōu)先推薦導(dǎo)航或機(jī)器人輔助治療，如強(qiáng)直性脊柱炎伴下頸椎骨折（證

據(jù)等級(jí)：A1級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí)）。

共納入文獻(xiàn)證據(jù)60項(xiàng)，其中A1級(jí)證據(jù)7項(xiàng)［23-29］,A2級(jí)證據(jù)4項(xiàng)

［30-33］,B1級(jí)證據(jù)5項(xiàng)［34-38］,B2級(jí)證據(jù)26項(xiàng)［39-64］,C級(jí)證據(jù)

17項(xiàng)［1,65-80］,D級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［81］。

頸椎創(chuàng)傷、退變、感染、腫瘤等下頸椎疾患凡需椎弓根螺釘置入重建穩(wěn)定

性的患者，均可行導(dǎo)航、機(jī)器人輔助手術(shù)［1,23-81］。目前，關(guān)于導(dǎo)航和機(jī)

器人輔助下頸椎后路椎弓根螺釘精確引導(dǎo)的文獻(xiàn)較多，療效佳

［25,36,40-43］,前路椎弓根螺釘?shù)妮o助手術(shù)同樣取得了良好效果，提高

了手術(shù)安全性［51,67-70,81］。因此，導(dǎo)航和機(jī)器人輔助對(duì)于下頸椎前路

或后路的椎弓根螺釘固定均適用［82-86］。

在頸椎結(jié)構(gòu)畸形、創(chuàng)傷等因素造成的解剖結(jié)構(gòu)變異、改變的患者中，導(dǎo)航

和機(jī)器人輔助不僅能較徒手更為精準(zhǔn)地置入螺釘，且可縮短手術(shù)時(shí)間、減

少術(shù)中出血量、降低并發(fā)癥發(fā)生率［25-26］。導(dǎo)航和機(jī)器人尤其適用于強(qiáng)

直性脊柱炎伴下頸椎骨折脫位術(shù)區(qū)解剖標(biāo)志不清的患者［39,63］,其中導(dǎo)航

輔助組手術(shù)時(shí)間為(126.7±16.5)min,術(shù)中出血量為(72.0±20.8)

ml,顯著低于徒手組的(168.2±16.8)min、(97.4±16.3)ml［66］o

Barsa［39］等前瞻性研究術(shù)中CT導(dǎo)航輔助下強(qiáng)直性脊柱炎伴頸椎骨折的

治療效果，共置入66枚椎弓根螺釘，精確度為95.5%。對(duì)于強(qiáng)直性脊柱

炎伴下頸椎骨折患者，全范圍椎弓根螺釘固定融合提供牢固穩(wěn)定性重建是

目前基本共識(shí)［39,87］,但內(nèi)固定置入所依賴的解剖標(biāo)志不清使得手術(shù)難度

過(guò)大，且這類患者常合并骨質(zhì)疏松，術(shù)中徒手置釘會(huì)增加反復(fù)調(diào)整螺釘?shù)?/p>

概率，嚴(yán)重降低螺釘強(qiáng)度［63］。因此，在復(fù)雜下頸椎疾患治療中可應(yīng)用導(dǎo)

航或機(jī)器人。

推薦意見(jiàn)2：不適用于不能耐受手術(shù)、不能滿足頸椎手術(shù)體位要求、術(shù)中

獲取的影像資料不能滿足引導(dǎo)要求、未行顱骨牽引或頭架固定、下頸椎椎

弓根嚴(yán)重狹小的患者(證據(jù)等級(jí)：B2級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí))。

共納入文獻(xiàn)證據(jù)60項(xiàng)，其中A1級(jí)證據(jù)7項(xiàng)［23-29］,A2級(jí)證據(jù)4項(xiàng)

［30-33］,B1級(jí)證據(jù)5項(xiàng)［34-38］,B2級(jí)證據(jù)26項(xiàng)［39-64］,C級(jí)證據(jù)

17項(xiàng)［1,65-80］,D級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［81］。

不能耐受手術(shù)和不能滿足頸椎手術(shù)體位要求(如嚴(yán)重脊柱畸形)屬于頸椎

手術(shù)的禁忌證，納入的全部文獻(xiàn)對(duì)此均有報(bào)道［1,23-81］。有學(xué)者強(qiáng)調(diào)術(shù)中

獲取的影像資料質(zhì)量對(duì)引導(dǎo)置釘精確度的影響，當(dāng)患者合并嚴(yán)重骨質(zhì)疏松

癥時(shí)，空間配準(zhǔn)所依賴的解剖標(biāo)志的二維透視圖像模糊，系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別導(dǎo)

致配準(zhǔn)注冊(cè)失?。?7］;或既往頸椎手術(shù)存在內(nèi)置物，金屬偽影會(huì)影響對(duì)椎

弓根內(nèi)外側(cè)壁的判定，可能導(dǎo)致無(wú)法實(shí)施引導(dǎo)路徑規(guī)劃［59］。研究結(jié)果表

明，未能行顱骨牽引或頭架固定均屬禁忌證，如顱腦外傷所致顱骨骨折、

局部需切開(kāi)手術(shù)、頭皮裂傷污染嚴(yán)重、頭皮感染、局部病變?nèi)缒[瘤、嚴(yán)重

骨質(zhì)疏松等［55,71］。Haemmerli等［88］認(rèn)為，顱骨牽引或頭架固定是導(dǎo)

航和機(jī)器人輔助下頸椎手術(shù)維持術(shù)中局部穩(wěn)定性的必要措施。頸椎螺釘置

入精確度要求高，良好的術(shù)區(qū)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性才能避免引導(dǎo)精度受影響造成螺

釘置入偏移。文獻(xiàn)報(bào)道，下頸椎椎弓根嚴(yán)重狹小，其直徑＜3.5mm時(shí)，屬

于導(dǎo)航和機(jī)器人輔助手術(shù)的相對(duì)禁忌證［25］。

2.2術(shù)前準(zhǔn)備

充分的術(shù)前準(zhǔn)備亦是確保手術(shù)成功的基礎(chǔ)條件之一，其中應(yīng)用導(dǎo)航和機(jī)器

人涉及手術(shù)團(tuán)隊(duì)、患者、設(shè)備準(zhǔn)備三方面。組建專業(yè)的手術(shù)團(tuán)隊(duì)不僅可縮

短手術(shù)時(shí)間，更能增加設(shè)備使用率。而患者、設(shè)備的準(zhǔn)備則更加重要，關(guān)

系著螺釘置入精確度、手術(shù)療效、是否發(fā)生并發(fā)癥等。

2.2.1手術(shù)團(tuán)隊(duì)

推薦意見(jiàn)3:成立導(dǎo)航或機(jī)器人輔助手術(shù)專業(yè)團(tuán)隊(duì)，且手術(shù)團(tuán)隊(duì)中至少有

1人接受過(guò)導(dǎo)航、機(jī)器人操作規(guī)范化培訓(xùn)（證據(jù)等級(jí)：C級(jí)；推薦強(qiáng)度：

二級(jí)）。

共納入C級(jí)證據(jù)文獻(xiàn)1項(xiàng)［65］。

由手術(shù)醫(yī)師、手術(shù)配合護(hù)士及影像醫(yī)師組成手術(shù)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)情況確定團(tuán)隊(duì)

人數(shù)和具體成員的角色［65］。其中手術(shù)醫(yī)師需具備常規(guī)手術(shù)經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)解

剖知識(shí)以確定系統(tǒng)是否準(zhǔn)確，以及在導(dǎo)航、機(jī)器人系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行時(shí)可隨時(shí)

切換到常規(guī)手術(shù)的能力［89］。由于導(dǎo)航和機(jī)器人輔助手術(shù)的順利完成主要

依靠這些精密設(shè)備的運(yùn)行，除手術(shù)醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)豐富外，其他配合的人員包括

手術(shù)護(hù)士和影像醫(yī)師的專業(yè)知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)要求也較高［90］,從術(shù)前準(zhǔn)備

的設(shè)備擺放到手術(shù)順利配合、手術(shù)過(guò)程密切銜接、術(shù)后設(shè)備歸位，整個(gè)過(guò)

程任一環(huán)節(jié)出問(wèn)題都會(huì)造成手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)，甚至更改手術(shù)方案。陳曉麗等

［91］的研究結(jié)果表明，良好的手術(shù)配合需團(tuán)隊(duì)內(nèi)至少有1人經(jīng)過(guò)導(dǎo)航和機(jī)

器人操作的規(guī)范化培訓(xùn)，臺(tái)下影像醫(yī)師是指導(dǎo)整個(gè)設(shè)備流暢使用的關(guān)鍵人

物。因此，團(tuán)隊(duì)中需派遣影像醫(yī)師參加專業(yè)學(xué)習(xí)班或培訓(xùn)會(huì)，接受規(guī)范指

導(dǎo)，了解設(shè)備性能和具體操作流程及突發(fā)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方法［89］。團(tuán)隊(duì)的熟

練配合是縮短手術(shù)時(shí)間、確保手術(shù)順利、提高設(shè)備使用率的重要保障［70］。

手術(shù)團(tuán)隊(duì)在持續(xù)的手術(shù)配合實(shí)踐中還需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出解決辦

法，調(diào)整具體配合流程［92］。

2.2.2患者及設(shè)備準(zhǔn)備

推薦意見(jiàn)4：患者采用頭架固定或顱骨牽引，并依據(jù)要求安放顯示屏、工

作站、機(jī)械臂、。形臂等設(shè)備(證據(jù)等級(jí)：A1級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí))。

共納入文獻(xiàn)證據(jù)2項(xiàng)，其中A1級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［23］,B2級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［40|。

頭架固定是導(dǎo)航、機(jī)器人輔助頸椎手術(shù)為避免頸椎術(shù)中活動(dòng)影響精準(zhǔn)性的

標(biāo)準(zhǔn)措施［4。,92?93］。Tian等［94］嘗試采用術(shù)中顱骨牽引配合導(dǎo)航輔助頸

椎手術(shù)并取得良好的治療效果，表明顱骨牽引具有維持術(shù)中頸椎穩(wěn)定的可

靠性和配合導(dǎo)航或機(jī)器人手術(shù)的可行性。同時(shí)，對(duì)于下頸椎骨折脫位患者,

顱骨牽引可減輕骨折椎體斷端移位對(duì)脊髓造成的壓迫損傷，更便于術(shù)中骨

折的復(fù)位［95］。頭顱外傷或顱骨骨折等是不能行牽引固定的常見(jiàn)因素。

導(dǎo)航和機(jī)器人在手術(shù)室的布局應(yīng)遵循以下原則［23,92-93］：

(1)就近：機(jī)械臂置于靠近患側(cè)或手術(shù)操作的位置；患者示蹤器牢靠地

固定于術(shù)區(qū)附近骨性結(jié)構(gòu)或頭架上，且不影響機(jī)械臂運(yùn)行。

(2)可視：患者示蹤器與機(jī)械臂或工具示蹤器處于光學(xué)相機(jī)的可視范圍

內(nèi)，避免可能影響光學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)的遮擋物，如托盤(pán)或頭架。

(3)無(wú)菌：凡是距高手術(shù)臺(tái)面近的存在潛在污染術(shù)區(qū)可能的設(shè)備，重點(diǎn)

防護(hù)。

(4)標(biāo)記引導(dǎo)：提前在地面標(biāo)記好設(shè)備的位置，方便程序化設(shè)備快速擺

放到位。

(5)便利：機(jī)械臂身和各關(guān)節(jié)避免處于導(dǎo)向器定位方向上，便于術(shù)者置

釘操作；主控臺(tái)不影響麻醉設(shè)備操作。

(6)合理布局：選擇空間較大的手術(shù)室安排手術(shù)，避免與電生理監(jiān)護(hù)、

麻醉機(jī)等設(shè)備因擁擠導(dǎo)致的位置沖突?；谝陨显瓌t，根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)

相應(yīng)的手術(shù)室設(shè)備布局。

2.3術(shù)中操作

2.3.1手術(shù)規(guī)劃

導(dǎo)航技術(shù)是將虛擬影像與實(shí)際手術(shù)解剖部位的空間位置對(duì)應(yīng)疊加，利用立

體定位技術(shù)在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)觀察手術(shù)解剖部位并能對(duì)操作器械進(jìn)行

動(dòng)態(tài)追蹤，屬于術(shù)者的動(dòng)態(tài)手術(shù)規(guī)劃。而機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于利用軟件的模

擬合成技術(shù)直接在工作站軟件上規(guī)劃設(shè)計(jì)好內(nèi)置物置入路徑，依靠機(jī)械臂

的機(jī)械剛性引導(dǎo)完成目標(biāo)手術(shù)，屬于靜態(tài)手術(shù)規(guī)劃。無(wú)論哪種規(guī)劃方式,

都是基于對(duì)目標(biāo)椎體的三維掃描重建。

推薦意見(jiàn)5:選擇以術(shù)中擺放好體位后CT掃描數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)的術(shù)中螺釘規(guī)

劃方式，確定螺釘擬置入的位置（證據(jù)等級(jí)：A1級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí)）。

共納入A1級(jí)文獻(xiàn)證據(jù)7項(xiàng)［23-29］。

無(wú)論是導(dǎo)航還是機(jī)器人設(shè)備，輔助脊柱手術(shù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)均建立在對(duì)患者解

剖結(jié)構(gòu)三維掃描重建的基礎(chǔ)上［73］。早期的導(dǎo)航和機(jī)器人設(shè)備因術(shù)中CT

掃描技術(shù)的限制，依賴于患者術(shù)前檢查仰臥位CT掃描，將獲取的數(shù)據(jù)導(dǎo)

入與引導(dǎo)設(shè)備配套的軟件中，在術(shù)前完成螺釘置入規(guī)劃［43,74］。然而，下

頸椎術(shù)前重建的三維結(jié)構(gòu)和術(shù)中目標(biāo)椎體的實(shí)際空間結(jié)構(gòu)會(huì)因體位的變

化而產(chǎn)生差異。同時(shí)，術(shù)中給予的肌松藥物及頸椎牽引等因素會(huì)顯著增加

兩者的差異［72］。Arin等［26］認(rèn)為，頸椎的活動(dòng)度較大，術(shù)中牽引、體位

變化等因素所致術(shù)前與術(shù)中頸椎解剖結(jié)構(gòu)變化則更明顯，基于術(shù)前掃描規(guī)

劃為參考的引導(dǎo)精確度得不到保障，甚至因差異過(guò)大，術(shù)中透視圖像與術(shù)

前CT數(shù)據(jù)無(wú)法匹配而導(dǎo)致注冊(cè)失敗。2011年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理

局（FDA）批準(zhǔn)的Renaissance機(jī)器人就是以此為機(jī)制。Renaissance

機(jī)器人胸腰椎螺釘置入精確度為94.5%,而未見(jiàn)在頸椎上應(yīng)用的研究報(bào)道

［96］。后來(lái)發(fā)展的導(dǎo)航和機(jī)器人技術(shù)主流都是基于術(shù)中CT掃描獲取數(shù)據(jù)

進(jìn)行規(guī)劃［23-29］,如通用骨科機(jī)器人，其頸椎螺釘置入精確度高達(dá)

96.2%［25］OPeng等［24］的Meta分析結(jié)果表明，術(shù)中掃描結(jié)合通用骨科

機(jī)器人在頸椎上應(yīng)用的臨床療效和安全性可靠。

2.3.2導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下頸椎椎弓根螺釘置入

導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，在準(zhǔn)確性、安全性等方面優(yōu)勢(shì)突出，在骨科手術(shù)鋪

助領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。近年來(lái)，隨著術(shù)中o形臂CT及光學(xué)追蹤系統(tǒng)技

術(shù)的進(jìn)步，基于術(shù)中三維掃描的新一代實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)解決了圖像匹配不佳、

精確度不穩(wěn)定的問(wèn)題，同時(shí)先進(jìn)的紅外光學(xué)追蹤系統(tǒng)真正做到了實(shí)時(shí)靈敏

反饋。導(dǎo)航技術(shù)不僅可精確輔助椎弓根螺釘置入，還可在脊柱側(cè)彎的截骨

矯形等方面發(fā)揮重要作用［97］。

推薦意見(jiàn)6：按照工具選擇、工具驗(yàn)證、安裝患者示蹤器、導(dǎo)航注冊(cè)、導(dǎo)

航輔助的流程完成輔助置釘操作(證據(jù)等級(jí)：A2級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí))。

共納入文獻(xiàn)證據(jù)1。項(xiàng)，其中A2級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［31］,B1級(jí)證據(jù)等級(jí)2項(xiàng)

［37-38］,B2證據(jù)7項(xiàng)［44,47-48,52,55,59,64］。

導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下頸椎椎弓根螺釘置入的關(guān)鍵步驟：

(1)工具選擇。臺(tái)下影像醫(yī)師將當(dāng)前手術(shù)需要用到的導(dǎo)航工具提前加載

到軟件中［31］。

(2)工具驗(yàn)證。在安裝導(dǎo)航患者示蹤器前，先完成所有導(dǎo)航工具的驗(yàn)證，

以確保導(dǎo)航手術(shù)的流暢性，并確保系統(tǒng)中所添加的工具卡與實(shí)際使用的導(dǎo)

航工具一致［55］。

(3)患者示蹤器安裝。患者示蹤器的安裝需遵守如下原則［37-38］:①安

裝牢固；②患者示蹤器位置不影響手術(shù)操作；③患者示蹤器需時(shí)刻能被導(dǎo)

航所追蹤，避免被手術(shù)器械與術(shù)者操作遮擋；④手術(shù)過(guò)程中需避免與患者

示蹤器發(fā)生接觸。兩種示蹤器安裝方式根據(jù)情況選擇［59］:一是用螺絲刀

將棘突夾固定在需固定節(jié)段上一個(gè)節(jié)段棘突上，將患者示蹤器安裝在棘突

夾上，注意使用工具擰緊棘突夾，使之固定牢靠；二是采用萬(wàn)向臂聯(lián)合患

者示蹤器，專用萬(wàn)向臂一端連接在頭架上，頂端置于患者頭側(cè)靠近中線位

置，另一端安裝患者示蹤器。頸前路示蹤器通常需用萬(wàn)向臂連接固定于手

術(shù)床邊軌或頭架上［43］。

(4)導(dǎo)航注冊(cè)。采集影像資料后。形臂會(huì)自動(dòng)與導(dǎo)航完成注冊(cè)，并將數(shù)

據(jù)發(fā)送給導(dǎo)航工作站。當(dāng)手術(shù)區(qū)域?yàn)轭i胸交界處時(shí)，可采用。形臂的高清

模式進(jìn)行“地圖”的采集，避免患者兩側(cè)肩膝、鎖骨等影響圖像質(zhì)量［98］。

(5)導(dǎo)航輔助。引導(dǎo)過(guò)程中注意以下事項(xiàng)：①手持導(dǎo)航工具至導(dǎo)航區(qū)域，

觀測(cè)導(dǎo)航圖像相應(yīng)變化是否流暢；②可使用配套高速導(dǎo)航磨鉆完成開(kāi)口與

部分開(kāi)路操作，從而減少對(duì)頸椎椎體的推壓和術(shù)中導(dǎo)航的漂移；③置釘結(jié)

束后可采用O形臂的高清模式進(jìn)行影像驗(yàn)證［44,47-48,52,64］。

2.3.3通用骨科機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘置入

通用骨科機(jī)器人是國(guó)內(nèi)最早被用于輔助頸椎椎弓根螺釘置入手術(shù)的機(jī)器

人，無(wú)論是上頸椎還是下頸椎均表現(xiàn)出較高的精確度［99］。Du等"。0］的

研究結(jié)果表明，通用骨科機(jī)器人較導(dǎo)航系統(tǒng)可為胸腰椎退變疾患的治療提

供更好的引導(dǎo)精確度且不增加并發(fā)癥發(fā)生率。而Li等［98］認(rèn)為，對(duì)于青少

年脊柱側(cè)彎畸形患者，通用骨科機(jī)器人輔助的精確度低于導(dǎo)航系統(tǒng)。因此,

通用骨科機(jī)器人和導(dǎo)航系統(tǒng)在下頸椎應(yīng)用的差異值得進(jìn)一步研究。

推薦意見(jiàn)7：按照三維圖像采集、空間配準(zhǔn)、釘?shù)涝O(shè)計(jì)、鋪助手術(shù)的流程

輔助完成椎弓根螺釘置入操作(證據(jù)等級(jí)：A2級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí))，

共納入文獻(xiàn)證據(jù)9項(xiàng)，其中A1級(jí)證據(jù)2項(xiàng)［24?25］,A2級(jí)證據(jù)2項(xiàng)［32?33］,

B1級(jí)證據(jù)3項(xiàng)［34-36］,B2級(jí)證據(jù)2項(xiàng)［42-43］。

通用骨科機(jī)器人輔助下頸椎椎弓根螺釘置入的關(guān)鍵步驟：

(1)圖像采集?；颊呤聚櫰鞴潭ǚ椒ㄍ鲜鰧?dǎo)航系統(tǒng)原理［81］。調(diào)整光

學(xué)相機(jī)位置，使其可同時(shí)識(shí)別和捕捉患者示蹤器及機(jī)械臂示蹤器的空間位

置信息［34,36］;使用標(biāo)尺法以驗(yàn)證掃描區(qū)域完整包含術(shù)區(qū)骨骼影像，注意

確保標(biāo)尺上的所有標(biāo)記點(diǎn)均在透視圖像范圍內(nèi)［34-35］。

(2)空間配準(zhǔn)。進(jìn)行三維圖像掃描，系統(tǒng)自動(dòng)完成圖像傳輸與空間配準(zhǔn)。

注意圖像采集、傳輸及配準(zhǔn)過(guò)程中，患者示蹤器及機(jī)械臂均不能有任何移

動(dòng)；應(yīng)在此期間降低呼吸機(jī)潮氣量至正常值的50%［42-43］o

(3)釘?shù)涝O(shè)計(jì)。在機(jī)器人工作站中規(guī)劃設(shè)計(jì)雙邊螺釘參數(shù)、進(jìn)針點(diǎn)和方

向［24-25］;此時(shí)需考慮軟組織對(duì)螺釘規(guī)劃設(shè)計(jì)的影響，當(dāng)預(yù)計(jì)良好的設(shè)

計(jì)受限于豐富軟組織遮擋而實(shí)施困難時(shí)，則需降低設(shè)計(jì)預(yù)期，提高實(shí)施的

可行性［101］。

(4)輔助手術(shù)：機(jī)械臂自動(dòng)運(yùn)行至規(guī)劃路徑后需進(jìn)行微調(diào)，使精確度

<lmmo機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，定位精確度會(huì)實(shí)時(shí)顯示在軟件界面中。機(jī)械

臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需注意以下事項(xiàng)：①如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械臂可能碰到患者或周圍障

礙物，應(yīng)立即按下緊急停止按鈕［42］;②導(dǎo)向器應(yīng)盡可能靠近操作區(qū)域［43］;

③套筒安裝時(shí)，注意避免肌肉軟組織對(duì)套筒及導(dǎo)向器的擠壓［33］;④可使

用電鉆引導(dǎo)克氏針置入，避免克氏針鉆入過(guò)深［32］。

2.3.4可視化導(dǎo)航機(jī)器人系統(tǒng)輔助下頸椎椎弓根螺釘置入

最新的機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)和通用骨科機(jī)器人的所有優(yōu)勢(shì)，即機(jī)械臂

引導(dǎo)螺釘置入的過(guò)程中可同導(dǎo)航系統(tǒng)原理，實(shí)時(shí)觀察螺釘置入在椎體內(nèi)的

空間位置。研究結(jié)果表明，該系統(tǒng)展現(xiàn)出更高的螺釘置入精確度并拓展了

其在脊柱外科的應(yīng)用空間，如設(shè)計(jì)內(nèi)固定曲度和截骨矯形范圍等［1。2］,

但相較于導(dǎo)航系統(tǒng)和通用骨科機(jī)器人的術(shù)中操作流程更為復(fù)雜，更需要把

握規(guī)范的操作原則。

推薦意見(jiàn)8:按照建立患者隨動(dòng)平臺(tái)、術(shù)區(qū)三維掃描、快照、空間配準(zhǔn)、

釘?shù)涝O(shè)計(jì)、鋪助手術(shù)的流程輔助螺釘置入(證據(jù)等級(jí)：B2級(jí)；推薦強(qiáng)度：

一級(jí))。

共納入文獻(xiàn)證據(jù)3項(xiàng)，其中A1級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［23］,B2級(jí)證據(jù)2項(xiàng)［40-41］。

可視化導(dǎo)航機(jī)器人系統(tǒng)輔助下頸椎椎弓根螺釘置入的關(guān)鍵步驟:

(1)建立患者隨動(dòng)平臺(tái)。將連接組件、手術(shù)系統(tǒng)與患者解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)

固連接［23］。

(2)術(shù)區(qū)三維掃描。建立機(jī)械臂禁飛區(qū)，利用2個(gè)攝像頭+1個(gè)傳感器,

機(jī)械臂在患者上方拍攝影像，通過(guò)圖像的拼接進(jìn)行三維建模，定義機(jī)械臂

在運(yùn)行過(guò)程中與患者的安全距離。機(jī)械臂的任何關(guān)節(jié)絕不能進(jìn)入建立好的

術(shù)區(qū)(機(jī)械臂禁飛區(qū))，以保證患者安全［40-41］。

(3)快照。機(jī)械臂運(yùn)行至快照位置后獲取快照，目的是將導(dǎo)航參考系與

機(jī)械臂參考系相關(guān)聯(lián)以啟用導(dǎo)航功能；若術(shù)中發(fā)生參考架移動(dòng)，無(wú)須重新

掃描圖像或拍攝二維影像進(jìn)行注冊(cè)，只需再次快照即可完成重新關(guān)聯(lián)［41］。

(4)空間配準(zhǔn)。一是術(shù)中O形臂三維掃描，掃描后自動(dòng)完成圖像傳輸，

注意配準(zhǔn)時(shí)患者示蹤器及機(jī)械臂均不能有任何移動(dòng)；應(yīng)在此期間降低呼吸

機(jī)潮氣量至正常值的50%。其注意事項(xiàng)同骨科機(jī)器人。二是配準(zhǔn)方法，單

椎體跨模態(tài)配準(zhǔn)，使用二維C形臂采集2張二維影像，標(biāo)記手術(shù)節(jié)段，完

成單椎體分割，配準(zhǔn)后主刀醫(yī)師需驗(yàn)證配準(zhǔn)效果［103］。

(5)釘?shù)涝O(shè)計(jì)。方法同骨科機(jī)器人原理。

(6)鋪助手術(shù)。機(jī)械臂自動(dòng)運(yùn)行至規(guī)劃路徑，術(shù)中可隨時(shí)將導(dǎo)航探針觸

及機(jī)械臂導(dǎo)向器側(cè)面小孔，進(jìn)行定位精度可視化檢測(cè)。注意事項(xiàng)［23］：①

錨定導(dǎo)向后完成進(jìn)針點(diǎn)確認(rèn)和去皮質(zhì)處理，勿用力下壓錨定工具以防止滑

移影響精確度；②設(shè)定開(kāi)路器械限深，可使用高速磨鉆旋轉(zhuǎn)下接觸骨面，

觀察導(dǎo)航畫(huà)面進(jìn)行深度控制，勿用力下壓鉆頭，防止鉆頭變形或滑移；③

導(dǎo)航畫(huà)面監(jiān)測(cè)下沿套筒引導(dǎo)方向攻絲，隨后常規(guī)置入螺釘。

2.4常見(jiàn)問(wèn)題及防止措施

導(dǎo)航、機(jī)器人在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)注冊(cè)失敗、數(shù)據(jù)傳輸障礙、畫(huà)面卡頓、

系統(tǒng)錯(cuò)誤、機(jī)械故障、圖像漂移等問(wèn)題，而最常見(jiàn)且對(duì)手術(shù)精確度影響最

大的就是圖像漂移［95］。

2.4.1圖像漂移的識(shí)別

術(shù)中圖像采集后，要求手術(shù)部位解剖結(jié)構(gòu)的空間位置相對(duì)固定。手術(shù)醫(yī)師

應(yīng)具有判斷圖像漂移的能力。當(dāng)出現(xiàn)以下情況即須懷疑可能存在圖像漂移:

(1)導(dǎo)航或機(jī)器人引導(dǎo)的進(jìn)針點(diǎn)、置釘角度、置釘方向與徒手置釘經(jīng)驗(yàn)

對(duì)照相差甚遠(yuǎn)；

(2)引導(dǎo)開(kāi)路過(guò)程中出現(xiàn)落空感；

(3)開(kāi)路結(jié)束后進(jìn)針點(diǎn)出血較多，判斷為靜脈叢或動(dòng)脈出血；

(4)使用探針探查發(fā)現(xiàn)椎弓根壁破裂；

(5)置釘時(shí)擰入阻力明顯低于其他螺釘；

(6)置入螺釘后透視或掃描發(fā)現(xiàn)螺釘位置偏移嚴(yán)重。

2.4.2圖像漂移的原因及應(yīng)對(duì)措施

推薦意見(jiàn)9:圖像漂移的原因主要包括解剖結(jié)構(gòu)與患者示蹤器的相對(duì)位移、

示蹤器松動(dòng)等（證據(jù)等級(jí)：A1級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí)）。

推薦意見(jiàn)10：確定出現(xiàn)圖像漂移的原因后針對(duì)性解決，如果無(wú)法解決則

中轉(zhuǎn)為常規(guī)手術(shù)（證據(jù)等級(jí)：B2級(jí)；推薦強(qiáng)度：一級(jí)）。

共納入文獻(xiàn)證據(jù)8項(xiàng)，其中A1級(jí)證據(jù)2項(xiàng)［28-29］,B1級(jí)證據(jù)1項(xiàng)［34］,

B2級(jí)證據(jù)3項(xiàng)［41,62,64］,C級(jí)證據(jù)2項(xiàng)［67,80］。

當(dāng)懷疑圖像漂移時(shí)，選擇明顯的解剖標(biāo)志，如棘突頂點(diǎn)、小關(guān)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證

［41］o如果定位準(zhǔn)確，繼續(xù)手術(shù)；但若無(wú)法糾正漂移，則需重新掃描。若

重新掃描都無(wú)法糾正漂移，則需考慮切換固定方式為側(cè)塊固定或中轉(zhuǎn)為常

規(guī)徒手手術(shù)［93］。

解剖結(jié)構(gòu)與患者示蹤器的相對(duì)位移：

（1）軟組織被過(guò)度牽拉，會(huì)導(dǎo)致局部解剖結(jié)構(gòu)改變并產(chǎn)生與示蹤器的相

對(duì)位移［41］。

應(yīng)對(duì)措施：術(shù)中操作需輕柔，操作時(shí)應(yīng)注意定位準(zhǔn)確［67］。若存在患者頸

部肌群豐富、限制置釘方向、內(nèi)傾角不足等情況，應(yīng)在導(dǎo)航注冊(cè)前充分暴

露椎旁肌，避免注冊(cè)后的過(guò)度牽拉［28-80］。但即使軟組織被充分牽開(kāi)而

規(guī)劃的最佳置釘方向也受嚴(yán)重干擾，甚至無(wú)法完成引導(dǎo)，可選擇規(guī)劃偏內(nèi)

的進(jìn)針點(diǎn)和較小的螺釘外展角，進(jìn)一步避免椎旁軟組織對(duì)導(dǎo)航路徑和機(jī)器

人套筒的影響［8］。只有在以上方式均不能滿足置釘要求時(shí)，才考慮經(jīng)皮置

釘后再行開(kāi)放手術(shù)操作，但會(huì)增加軟組織損傷［29］。

(2)患者體位擺放后，未行顱骨牽引或頭架固定；體重較輕患者，頸椎

在牽引下術(shù)中軀干出現(xiàn)相對(duì)位移［104］。

應(yīng)對(duì)措施：患者體位擺放后，必須行顱骨牽引或頭架固定，從而降低頸椎

節(jié)段的活動(dòng)度。并常規(guī)行患者雙肩膠布牽拉固定以減少術(shù)中軀干位移

［105)o

(3)減壓或截骨會(huì)破壞脊柱的穩(wěn)定性，導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)的相對(duì)位移“00］。

應(yīng)對(duì)措施：術(shù)中條件允許的情況F,可先行內(nèi)固定置入，再行減壓或截骨

等操作［93］。

(4)患者體位發(fā)生變化，如因麻醉需要對(duì)頭架的移動(dòng)，或患者術(shù)中蘇醒

可能會(huì)引起其解剖結(jié)構(gòu)空間位置的變化［62,64］。

應(yīng)對(duì)措施：移動(dòng)頭架或患者術(shù)中蘇醒后需要對(duì)引導(dǎo)精度進(jìn)行驗(yàn)證，否則就

需重新進(jìn)行圖像采集和手術(shù)規(guī)劃［67］o

(5)由于頸椎柔韌性大、靈活度高，釘?shù)乐苽渑c置釘過(guò)程中向下推壓椎

體導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)與患者示蹤器發(fā)生相對(duì)位移［76］。

應(yīng)對(duì)措施：釘?shù)乐苽渑c置釘過(guò)程中，應(yīng)緩慢推進(jìn)，中途間歇停頓調(diào)整，釋

放對(duì)椎體的持續(xù)推壓，導(dǎo)航系統(tǒng)可確定畫(huà)面實(shí)時(shí)更新與導(dǎo)航地圖準(zhǔn)確?？?/p>

使用配套的高速導(dǎo)航